喷嘴进料对提升管进料段内颗粒浓度分布的影响

在提升管冷模实验装置上考察了喷嘴进料对颗粒浓度径向分布的影响规律. 结果表明,提升管进料段内存在3种形式的颗粒浓度径向分布,在距喷嘴较近的轴向区域,颗粒浓度沿径向呈明显的W形分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响很强;在距喷嘴较远的轴向位置,颗粒浓度沿径向呈环-核分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响很弱;在二者之间,颗粒浓度沿径向呈弱W分布,喷嘴进料对颗粒流动具有一定影响. 随着喷嘴气速的增加或预提升气速的减小,颗粒浓度逐渐由W形分布转变为环-核分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响逐渐减弱. 采用喷嘴射流动量与预提升来流动量比Mj/Mr考察了操作参数及装置结构尺寸对提升管进料段内颗粒浓度径向分布的综合影响. 在实验范围内,动量比对进料段内颗粒浓度径向分布及颗粒流动行为具有明显的影响规律,随着动量比的增加,颗粒浓度逐渐由W形分布转变为环－核分布,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响逐渐减小. 在动量比小于4.21时,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响在H=0.675~1.075 m间的轴向位置基本结束;在动量比增大为4.21时,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响在H=0.375~0.675 m间的轴向位置便已基本结束.     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

高温环境下催化裂化催化剂磨损状况的研究

为研究流化催化裂化(FCC)催化剂在高温环境下的磨损行为,在一套固定流化床装置中考察了FCC平衡剂CGP-I在500℃和600℃高温环境下磨损率的时变关系和过孔气速对磨损率的影响,分别从颗粒形貌、磨损动力学等方面对催化剂的磨损机制进行了研究。结果表明:随着磨损时间的延长,磨损速率逐渐下降;随着磨损温度和孔气速的增加,磨损率增大。通过分析结果并与Gwyn磨损动力学方程比较建立了宏观磨损平衡方程,整个磨损过程可近似看作一级不可逆过程,该催化剂磨损率随磨损时间和孔气速的升高呈指数关系增加,高温环境下催化剂的磨损行为主要受表层磨损机制支配。     

新型催化裂化提升管进料段内原料射流浓度分布的大型冷模实验研究

通过大型冷模实验研究了喷嘴射流与催化剂逆向接触的新型提升管进料段内喷嘴射流浓度沿径向的分布,考察了喷嘴气速、预提升气速的影响. 结果表明,喷嘴气速Uj=78.5 m/s和预提升气速Ur=4.1 m/s条件下可获得较好的油剂混合效果. 与传统形式相比,新型结构可促进油剂混合,在轴向距离H<0.7 m内完成油剂混合,油剂初始接触区域内喷嘴射流相浓度分布更均匀. 给出了新型进料段中不同区域喷嘴射流浓度沿径向分布的经验模型,计算值与实验值吻合较好.     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30～70 m·s^-1,喷嘴喷射角度范围为0°～67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

氧热法电石合成气流床反应器的流动特性

针对氧热法电石合成的电石生成吸热和碳燃烧放热耦合特点,构思并研究了适用该过程的两相气流床反应器。采用空气-氯化聚氯乙烯(CPVC)-磷酸钙颗粒[Ca3(PO4)2]模拟物系,实测了不同喷射气速、固体颗粒进料速度情况下气流床床层内局部气速的轴径向分布、固体颗粒浓度的轴径向分布。结果表明:床层局部气速沿反应器轴向高度的增大而减小,并在轴向位置H=0.90 m时达到最小;在同一喷射气速下,床层局部气速沿反应器径向分布随着无因次半径r/R的增加而减小;当喷射气速Ug在68.80 m/s到98.29 m/s之间变化时,固体颗粒浓度在床层轴向位置上先增大后减小,并且其值在H=0.40 m时最大;同一进料速度下,在反应区固体颗粒浓度从床层中心到床层壁面处一直在增大。上述结果表明,电石生成反应与燃烧供热反应原位耦合于气流床中是可行的。     

进料位置与风速对旋风分级器颗粒分级效果的影响

根据旋风分级器内气流速度分布特点进行了进料区域划分,运用非稳态离散相模型和分级实验对比了3个代表性进料位置对颗粒运动轨迹及分级精度的影响,分析了1 μm和10 μm颗粒在不同区域内的受力情况。结果表明,边壁区域进料造成粗组分中细粉夹带现象严重,分级精度差;中部进料区域内流场强度大,粗颗粒受离心力强,细颗粒受轴向气流曳力大,有利于减少颗粒在分级区的停留时间,实现粗、细颗粒的快速分级,对改善分级精度有利;中心位置进料延长了粗颗粒的分级运动路程,增加了粗组分跑损的概率,模拟计算15 μm的粗颗粒进入细组分的质量分数达到11.7%。经实验验证,入口气速在10～22 m·s^-1,中部区域进料时分级后粗、细组分粒度分布曲线重合区面积最小,分级粒径比率值平均提高了25.3%,研究结果为离心气流分级设备的进料位置设计提供了一定的指导。     

气流床气化炉内颗粒停留时间分布

颗粒停留时间分布是气流床气化炉开发与设计的重要参数,实验设计一种新型脉冲示踪法测量了气流床气化炉内颗粒停留时间分布。初步研究了多喷嘴气化炉和Texaco气化炉内颗粒停留时间分布,分析了气速和颗粒粒径对两种气化炉内颗粒停留时间分布的影响。结果表明：该实验方法具有良好的重复性和可靠性,可以用于气流床气化炉内颗粒停留时间的测量;与Texaco气化炉相比,颗粒在多喷嘴气化炉内的停留时间分布更为合理; 随气速的增大和颗粒粒径的减小,两种气流床气化炉内的颗粒停留时间和方差都增大。     

对撞流反应器甲醇合成实验研究

液相法甲醇合成由于有惰性液体介质的存在,气液相间传质对反应起到了一定的阻碍作用,对撞流反应器使用喷嘴将催化剂浆料雾化从而强化了气液相间传质。文中在对撞流反应器内对甲醇合成温度、合成气比例、气流量、浆料循环量以及喷嘴个数进行了考察,结果表明,温度控制在230℃左右操作比较适宜,二氧化碳参与反应对甲醇合成较为有利,合成气流量在22.4 L/min以后时空产率几乎不再增加,增加浆料循环量和采用对置式二喷嘴或四喷嘴比单喷嘴时空产率和出口甲醇体积分数都有所增加。由结果可知,利用喷嘴雾化和液体对撞可以显著地增强气液传质从而达到增加液相甲醇合成时空产率的目的。     

多喷嘴对置式水煤浆气化与灰渣

0前言 新能凤凰（滕州）能源有限公司一期甲醇装置（2009年12月投产）和二期甲醇装置（2012年3月投产）的产能均为360kt／a,采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺制气,单炉投煤量为l500t／d,气化炉设计运行压力为6．5MPa。2012年4月5日,一期和二期甲醇装置实现满负荷运行。     

MTO水系统的运行与优化

MTO装置反应生成的产品气先经过急冷水进行脱过热和洗涤,将携带的催化剂细粉和大部分热量进行脱除。然后再经过水洗水的洗涤,脱除氧化物、剩余的催化剂细粉和余热,满足下游烯烃分离装置的进料需求。急冷水系统作为产品气脱固脱过热,水洗水系统作为产品气脱氧化物的主要场所,其稳定运行关乎着整个生产工艺稳定性。从MTO运行工况进行分析,特别是急冷水固含量高造成急冷水系统堵塞,水洗水结蜡造成水洗水系统堵塞进行分析,并提出了水系统运行的优化措施。     

甲醇制高清洁燃料装置合成反应器床层温度控制探析

简介唐山境界实业有限公司200 kt/a甲醇制高清洁燃料装置合成单元的工艺流程,阐述实际生产中影响合成反应器床层温度的四大因素,即反应器入口温度、甲醇进料量、循环气量、催化剂活性,并结合整个合成系统的运行状况,探讨合成反应器床层温度的控制方法。     

中心气升式气固环流反应器中的颗粒速度分布

在一套连续进料的中心气升式气-固环流反应器装置上,考察了不同操作条件下各分区颗粒上行运动速度、下行运动速度及时均速度沿径向的分布规律,并与间歇操作时颗粒速度沿径向的分布规律进行了对比。研究发现,随着导流筒表观气速的增加,底部区域、导流筒中不同轴向截面处颗粒的上行运动速度和时均速度增加,下行运动速度减小,颗粒的环流速度增加。在相同的表观气速下,与间歇操作相比,连续操作时底部区域环隙下方颗粒的时均速度增加,主体向下流动;导流筒进料影响区颗粒的时均速度减小,返混增强;颗粒的环流速度增加。     

无序环流混合器的流体力学特性和颗粒混合特性

在内径为Φ286 mm的无序环流混合器装置中,研究了无序环流混合器的流体力学特性和颗粒混合特性。以催化裂化(FCC)平衡剂为颗粒相,在中心区表观气速为0.3~0.5 m/s,边壁区表观气速为0.1 m/s,系统循环强度为0.25~1.00 kg/s的操作条件下,采用PV-6D型颗粒速度密度测量仪测量了混合器内床层各截面密度,并给出不同操作条件下的截面不均匀指数(RNI);采用热颗粒示踪技术给出了混合器内各测量截面的无因次温度分布,并引入混合指数用来定量描述不同操作条件下的颗粒混合程度,同时对比了传统环流混合器与无序环流混合器的混合能力。结果表明,无序环流混合器内部床层密度呈现中心低,边壁高的分布模式。随着循环强度的增加,RNI先减小后增大,随着表观气速的增加,RNI增大。预混合区混合指数为0.7~0.9,在高循环量,低中心区表观气速条件下(G_s为1.00 kg/s,u_(gd)为0.3 m/s),下料管进料影响区的截面混合指数低于其他操作条件。另外,无序环流混合器混合能力优于传统环流混合器。     

进料位置与风速对旋风分级器颗粒分级效果的影响

根据旋风分级器内气流速度分布特点进行了进料区域划分,运用非稳态离散相模型和分级实验对比了3个代表性进料位置对颗粒运动轨迹及分级精度的影响,分析了1μm和10μm颗粒在不同区域内的受力情况。结果表明,边壁区域进料造成粗组分中细粉夹带现象严重,分级精度差;中部进料区域内流场强度大,粗颗粒受离心力强,细颗粒受轴向气流曳力大,有利于减少颗粒在分级区的停留时间,实现粗、细颗粒的快速分级,对改善分级精度有利;中心位置进料延长了粗颗粒的分级运动路程,增加了粗组分跑损的概率,模拟计算15μm的粗颗粒进入细组分的质量分数达到11.7%。经实验验证,入口气速在10~22 m·s~(-1),中部区域进料时分级后粗、细组分粒度分布曲线重合区面积最小,分级粒径比率值平均提高了25.3%,研究结果为离心气流分级设备的进料位置设计提供了一定的指导。     

煤气化技术工业应用概况及工艺选择(下)

正1.3气流床气化工艺气流床气化工艺有干法进料和湿法进料2种形式,将煤粉(粒度100μm)或煤浆与气化剂一起由喷嘴高速喷入气化炉,气化炉内气流速率超过颗粒夹带气速,气固并流运动并发生高温燃烧和气化反应(约1 500℃),煤灰呈熔融状排出气化炉。气流床气化的高温、高压、强混合过程有利于提高气化强度,具有生产能力大、碳转化率高、煤气     

气液逆流喷射式外环流反应器的液相返混特性

在气液逆流喷射式外环流反应器中,采用电解质脉冲示踪法对液相停留时间分布进行测量,考察不同操作条件以及液相进料位置对液相返混的影响。实验结果表明,随着射流速度u_j或表观气速u_g的增加,液相返混程度先减小后增大;当气速较低且u_j较大时,底部进料的液相返混程度大于喷嘴进料的液相返混程度;而在气速较低且u_j较小以及气速较高条件下,底部进料的液相返混程度小于喷嘴进料的液相返混程度。研究结果可为气液逆流喷射式外环流反应器中液相进料位置的选取及液相返混程度的调控提供指导。     

新型催化裂化提升管进料段油、剂两相混合特性

通过大型冷模实验,引入射流相对浓度及颗粒相对浓度两个新参数,考察了油剂逆流接触新型提升管进料段内的油剂“匹配”状况。结果表明,喷嘴向下倾斜的进料方式能够强化油剂初始接触区域内两相混合,混合区高度可缩短约1/3。根据进料段内油剂匹配的特点,可将该新型进料段分为油剂初始接触区、气固扩散区和过渡恢复区3个部分。根据实验结果,得到了较佳的工况组合,分别为：喷嘴与轴向夹角α=30°,预提升气速U_r=4.1 m·s^-1,喷嘴气速U_j=64.2 m·s^-1。结合实验数据,对新型进料段中油剂匹配指数的轴向分布进行了拟合,结果可为油剂逆流接触提升管进料段的工业设计提供参考。     

FCCU旋风分离器入口速度对催化剂跑损的影响

在催化裂化工艺中,旋风分离器用于催化剂与油气或与烟气的分离操作,是决定催化剂跑损的关键设备。旋风分离器的入口速度是一个重要的操作参数,也是影响催化剂跑损的一个主要因素。入口速度过低或过高均可以导致催化剂跑损量的增加,但两者导致催化剂跑损的机制不同。入口速度低于设计值则离心分离能力不足,分离效率下降,跑损催化剂的颗粒粒度分布表现为单峰分布;入口速度高于设计值则导致催化剂颗粒的扩散反弹和破碎,分离效率同样下降,此时跑损催化剂的颗粒粒度分布表现为双峰分布。     

NC310型甲醇合成催化剂在1800 kt/a甲醇装置上的应用

对蒲城清洁能源化工有限责任公司1 800 kt/a甲醇合成装置的甲醇合成工艺技术进行了介绍,分析了NC310型甲醇合成催化剂在该装置的应用情况,考察了新鲜气消耗量、粗甲醇中乙醇质量分数、催化剂床层压力降等运行参数的影响,结果表明：NC310型甲醇合成催化剂在1 800 kt/a煤制甲醇装置上成功实现了工业化应用,各项指标均优于原设计值,完全符合该装置工艺技术要求。NC310型催化剂表现出活性好、选择性好、强度高、消耗低以及操作弹性大等优点,能够完全满足大型甲醇生产装置的要求,可为同类甲醇生产装置选用催化剂提供参考。